00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - CTEC
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Tipo: Dissertação
Título: Otimização topológica de treliças planas utilizando o método da seleção direcional progressiva
Título(s) alternativo(s): Topological optimization of plane trusses using progressive directional selection method
Autor(es): Cavalcante, Nayro Silva Noronha
Primeiro Orientador: Cavalcante, Márcio André Araújo
metadata.dc.contributor.referee1: Lages, Eduardo Nobre
metadata.dc.contributor.referee2: Almeida, Valério da Silva
Resumo: Cada vez mais, procura-se inspiração na natureza para resolver problemas complexos na sociedade moderna, seja observando as caraterísticas morfológicas de animais e plantas ou até o comportamento dos seres vivos no ambiente em que vivem. O naturalista Charles Darwin estudou a fundo esse comportamento e propôs uma teoria que explica como a vida se tornou o que é hoje, a Teoria da Seleção Natural. Essa teoria ajudou a resolver problemas não só nas ciências biológicas, mas também, em ciências sociais, na matemática, na física e nas engenharias. A Teoria da Seleção Natural do tipo direcional inspira o método de otimização topológica proposto neste trabalho. O método da Seleção Direcional Progressiva busca otimizar uma estrutura selecionando as partes que mais contribuem para suportar as cargas mecânicas, eliminando-se as partes que menos contribuem em etapas distintas de remoção. Nesta investigação, são feitas aplicações numéricas do PDS (sigla da nomenclatura em inglês, Progressive Directional Selection) em estruturas de treliça bidimensionais, tendo como domínio de análise inicial uma estrutura do tipo ground structure. Esse domínio de projeto inicial é formado por um grid de pontos interligados por elementos de treliça bidimensionais. A análise matricial de treliças planas e o método da rigidez direta são empregados para analisar a treliça plana no regime elástico linear. As topologias das estruturas otimizadas selecionadas são eficientes no suporte das cargas aplicadas e muito semelhantes às obtidas por outros métodos de otimização topológica encontrados na literatura. Os resultados obtidos demonstram que esse método pode ser empregado no projeto otimizado de treliças bidimensionais, por meio da otimização topológica de estruturas bidimensionais do tipo ground structure.
Abstract: More and more, inspiration is sought from nature to solve complex problems in modern society, whether observing the morphological characteristics of animals and plants or even the behavior of living beings in the environment they live. The naturalist Charles Darwin studied this behavior in depth and proposed a theory that explains how life became what it is today, the Theory of Natural Selection. This theory helped solve problems in the biological sciences, social sciences, and engineering. The theory of natural selection of the directional type inspires the topological optimization method proposed in this study. The Progressive Directional Selection method seeks to optimize a structure by selecting the parts that contribute the most to support the mechanical loads and eliminating the parts that contribute the least in different stages of removal. Numerical applications of PDS (Progressive Directional Selection) were performed in two-dimensional truss structures, starting from a ground structure type structure. The initial design domain is formed by a grid of points interconnected by two-dimensional truss elements. The matrix analysis of plane trusses and the direct stiffness method are employed to analyze the plane truss in the linear elastic regime. The topologies of the selected optimized structures are efficient in supporting the applied loads and very similar to those developed by other topological optimization methods found in the literature.. The results demonstrate that this method can be employed in the optimized design of twodimensional trusses through the topological optimization of ground structure type structure.
Palavras-chave: Otimização topológica
Seleção direcional progressiva
Ground structure
Treliças (Construção civil)
Progressive directional selection
Topological optimization
Ground structure
Trusses
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citação: CAVALCANTE, Nayro Silva Noronha. Otimização topológica de treliças planas utilizando o método da seleção direcional progressiva. 2023. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2022.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11963
Data do documento: 20-dez-2022
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